在全球 “雙碳" 目標推進與生態(tài)環(huán)境約束日益趨緊的背景下，低碳能源轉(zhuǎn)型與可持續(xù)化工發(fā)展已成為破解資源環(huán)境瓶頸、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)綠色升級的核心路徑。而綠色高溫催化技術(shù)作為連接能源轉(zhuǎn)化與化工生產(chǎn)的關(guān)鍵紐帶，憑借其在高溫反應(yīng)體系中高效調(diào)控反應(yīng)路徑、降低能耗與污染物排放的獨特優(yōu)勢，正成為推動兩大領(lǐng)域突破的核心驅(qū)動力。它不僅能夠解決傳統(tǒng)能源利用中效率低下、碳排放過高的痛點，還能為可持續(xù)化工生產(chǎn)提供低污染、高原子經(jīng)濟性的技術(shù)方案，是實現(xiàn) “能源 - 化工 - 環(huán)境" 協(xié)同發(fā)展的重要技術(shù)支撐。

一、綠色高溫催化技術(shù)的核心內(nèi)涵與技術(shù)價值

     綠色高溫催化技術(shù)并非簡單的 “高溫催化" 與 “綠色" 概念疊加，而是以原子經(jīng)濟性、低碳化、環(huán)境友好為核心目標，通過設(shè)計高效、穩(wěn)定、可循環(huán)的催化劑，在高溫反應(yīng)條件下（通常為 400 - 1200℃）實現(xiàn)對反應(yīng)速率、選擇性與產(chǎn)物分布的精準調(diào)控，從而減少反應(yīng)過程中的能耗損失與污染物生成。其核心技術(shù)價值體現(xiàn)在三個維度：

（1）在能量效率提升方面，綠色高溫催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能壘，使原本需要高溫度才能發(fā)生的能源轉(zhuǎn)化或化工合成反應(yīng)，在更低的能耗輸入下實現(xiàn)高效進行。例如，在天然氣甲烷化反應(yīng)中，傳統(tǒng)催化劑需在 800℃以上高溫且能耗較高的條件下運行，而新型綠色高溫催化劑可將反應(yīng)溫度降低 100 - 150℃，同時將能源利用效率提升 15% - 20%。

（2）在低碳減排層面，該技術(shù)通過優(yōu)化反應(yīng)路徑，可直接減少或避免含碳溫室氣體與有害污染物的生成。以煤化工領(lǐng)域的煤制烯烴過程為例，傳統(tǒng)工藝會產(chǎn)生大量 CO?與焦油類污染物，而采用綠色高溫催化技術(shù)后，不僅能將 CO?排放量降低 30% 以上，還能通過催化劑的選擇性吸附作用，減少焦油類物質(zhì)的生成量，實現(xiàn) “降碳減污" 協(xié)同。

（3）在資源循環(huán)利用上，綠色高溫催化技術(shù)為工業(yè)副產(chǎn)物與廢棄物的高值化轉(zhuǎn)化提供了可能。例如，鋼鐵行業(yè)產(chǎn)生的焦爐煤氣中含有大量 H?與 CO，通過綠色高溫催化重整技術(shù)，可將其轉(zhuǎn)化為合成氣，進而制備甲醇、乙二醇等化工產(chǎn)品，實現(xiàn) “廢棄物 - 資源 - 產(chǎn)品" 的循環(huán)閉環(huán)，提升資源利用效率。

二、綠色高溫催化在低碳能源領(lǐng)域的核心應(yīng)用場景

      低碳能源領(lǐng)域是綠色高溫催化技術(shù)的重要應(yīng)用陣地，其技術(shù)突破直接推動著新能源開發(fā)與傳統(tǒng)能源清潔化轉(zhuǎn)型的進程，主要集中在以下三大場景：

（1）氫能生產(chǎn)：高效制氫的 “催化劑引擎"

      氫能作為零碳能源載體，其清潔、高效的生產(chǎn)是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。綠色高溫催化技術(shù)在高溫水蒸氣重整制氫與太陽能光熱催化制氫中發(fā)揮著核心作用。在高溫水蒸氣重整制氫（如天然氣水蒸氣重整）中，傳統(tǒng)催化劑易因高溫燒結(jié)導致活性下降，而新型稀土摻雜型高溫催化劑（如 LaNiO?基催化劑）憑借優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，可在 700 - 900℃的反應(yīng)條件下保持長期活性，將氫氣產(chǎn)率提升至 90% 以上，同時降低反應(yīng)過程中的能耗。在太陽能光熱催化制氫中，綠色高溫催化劑（如 TiO? - SiC 復合催化劑）能夠吸收太陽能轉(zhuǎn)化的高溫熱能，驅(qū)動水分解或甲烷裂解反應(yīng)制氫，相比傳統(tǒng)電解水制氫，能耗降低 40% - 50%，且無碳排放，為 “綠氫" 規(guī)?；a(chǎn)提供了技術(shù)路徑。

（2）碳捕集與轉(zhuǎn)化：實現(xiàn) “碳封存" 向 “碳利用" 跨越

      面對日益嚴峻的碳排放問題，單純的碳捕集與封存（CCS）技術(shù)已難以滿足可持續(xù)發(fā)展需求，而碳捕集與轉(zhuǎn)化（CCU）技術(shù)通過將 CO?轉(zhuǎn)化為高附加值化學品或燃料，實現(xiàn)了 “碳資源" 的循環(huán)利用，綠色高溫催化技術(shù)則是 CCU 技術(shù)的核心。在 CO?高溫催化加氫制甲醇反應(yīng)中，Cu - ZnO - Al?O?基高溫催化劑可在 300 - 400℃、高壓條件下，將 CO?與 H?高效轉(zhuǎn)化為甲醇，甲醇選擇性可達 85% 以上，不僅實現(xiàn)了 CO?的減排，還產(chǎn)出了重要的化工原料。此外，在 CO?高溫催化重整制合成氣反應(yīng)中，Ni 基高溫催化劑（如 Ni/Al?O? - ZrO?催化劑）能夠在 800 - 1000℃條件下，與甲烷等低碳烴類反應(yīng)，生成 CO 與 H?的合成氣，為后續(xù)制備烯烴、芳烴等產(chǎn)品提供原料，實現(xiàn) “碳減排" 與 “經(jīng)濟收益" 的雙贏。

（3）固體廢棄物能源化：破解 “垃圾圍城" 與能源短缺雙重難題

      隨著城市化進程加快，生活垃圾、農(nóng)林廢棄物等固體廢棄物的產(chǎn)量激增，傳統(tǒng)填埋、焚燒方式不僅污染環(huán)境，還浪費了潛在的能源資源。綠色高溫催化技術(shù)通過高溫催化氣化與高溫催化燃燒技術(shù)，實現(xiàn)了固體廢棄物的能源化利用。在高溫催化氣化過程中，以生物質(zhì)廢棄物（如秸稈、木屑）為原料，采用 Fe - Ca - K 基復合高溫催化劑，在 800 - 1000℃條件下，可將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為富含 H?、CO 的生物質(zhì)燃氣，燃氣熱值可達 12 - 16MJ/m3，可直接用于發(fā)電或作為工業(yè)燃料。在高溫催化燃燒中，針對生活垃圾焚燒產(chǎn)生的二噁英等有害污染物，V?O? - WO?/TiO?基高溫催化劑可在 300 - 400℃條件下，將二噁英的分解效率提升至 99% 以上，同時降低氮氧化物的生成量，實現(xiàn)固體廢棄物焚燒的 “清潔化、能源化"。

三、綠色高溫催化在可持續(xù)化工中的創(chuàng)新應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)價值

      可持續(xù)化工的核心目標是實現(xiàn) “化工生產(chǎn)全流程的綠色化"，包括原料綠色化、反應(yīng)綠色化與產(chǎn)物綠色化。綠色高溫催化技術(shù)通過優(yōu)化化工反應(yīng)過程，減少有毒有害原料的使用、降低反應(yīng)能耗與污染物排放，為可持續(xù)化工發(fā)展提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，其創(chuàng)新應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下領(lǐng)域：

（1）綠色烯烴制備：突破傳統(tǒng)工藝的 “高碳瓶頸"

      烯烴（如乙烯、丙烯）是化工產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)原料，傳統(tǒng)制備工藝（如石腦油裂解）存在能耗高、碳排放量大、原料依賴化石資源等問題。綠色高溫催化技術(shù)通過甲醇制烯烴（MTO） 與生物質(zhì)制烯烴技術(shù)，實現(xiàn)了烯烴制備的綠色化轉(zhuǎn)型。在 MTO 反應(yīng)中，SAPO - 34 分子篩高溫催化劑可在 400 - 500℃條件下，將甲醇高效轉(zhuǎn)化為乙烯與丙烯，烯烴選擇性可達 80% 以上，相比石腦油裂解工藝，能耗降低 30%，碳排放減少 40%。在生物質(zhì)制烯烴中，以纖維素、半纖維素等生物質(zhì)為原料，通過 ZnCl? - HZSM - 5 復合高溫催化劑的催化作用，在 600 - 700℃條件下，可將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為烯烴，實現(xiàn) “可再生原料" 替代 “化石原料"，推動烯烴產(chǎn)業(yè)向低碳化、可持續(xù)化發(fā)展。

（2）精細化工綠色合成：提升原子經(jīng)濟性與產(chǎn)品安全性

      精細化工產(chǎn)品（如醫(yī)藥中間體、染料、香料）的傳統(tǒng)合成工藝常使用有毒有害的化學試劑（如強酸、強堿、重金屬催化劑），不僅污染環(huán)境，還存在產(chǎn)品安全性隱患。綠色高溫催化技術(shù)通過高溫催化氧化、高溫催化加氫等反應(yīng)，實現(xiàn)了精細化工產(chǎn)品的綠色合成。例如，在醫(yī)藥中間體對苯二甲酸的制備中，傳統(tǒng)工藝采用鈷 - 錳 - 溴催化劑，在高溫高壓下氧化對二甲苯，會產(chǎn)生大量含溴廢水與 VOCs 污染物，而采用 V?O? - TiO?基高溫催化氧化技術(shù)，在 350 - 450℃條件下，可直接將對二甲苯氧化為對苯二甲酸，原子經(jīng)濟性提升至 95% 以上，且無含溴廢水排放，產(chǎn)品純度與安全性顯著提升。此外，在染料中間體苯胺的制備中，采用 Ni - Pd/Al?O?高溫催化加氫技術(shù)，在 400 - 500℃條件下，將硝基苯加氫還原為苯胺，相比傳統(tǒng)鐵粉還原工藝，能耗降低 50%，且無鐵泥等固體廢棄物產(chǎn)生，實現(xiàn)了精細化工合成的高收益。

（3）工業(yè)廢水處理：破解高濃度有機廢水的 “治理難題"

      化工企業(yè)產(chǎn)生的高濃度有機廢水（如焦化廢水、農(nóng)藥廢水）具有成分復雜、毒性大、難降解等特點，傳統(tǒng)生化處理技術(shù)難以達到排放標準。綠色高溫催化技術(shù)通過高溫催化濕式氧化（CWAO） 與高溫催化超臨界水氧化（SCWO） 技術(shù)，為高濃度有機廢水處理提供了高效解決方案。在 CWAO 技術(shù)中，以 Cu - Mn - Ce 復合氧化物為高溫催化劑，在 200 - 300℃、高壓條件下，可將廢水中的有機污染物（如酚類）氧化分解為 CO?、H?O 等無害物質(zhì)，COD 去除率可達 90% 以上，相比傳統(tǒng)處理工藝，處理效率提升 3 - 5 倍。在 SCWO 技術(shù)中，針對難降解的持久性有機污染物（如多氯聯(lián)苯），采用 Ru/Al?O?高溫催化劑，在 374℃以上的超臨界水條件下，可將有機污染物氧化分解，去除率接近 100%，且無二次污染，為化工企業(yè)高濃度有機廢水的 “達標排放" 與 提供了技術(shù)保障。

四、綠色高溫催化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與未來發(fā)展方向

      盡管綠色高溫催化技術(shù)在低碳能源與可持續(xù)化工領(lǐng)域已取得顯著進展，但在實際應(yīng)用中仍面臨諸多挑戰(zhàn)，同時也孕育著廣闊的發(fā)展空間。

（1）當前面臨的核心挑戰(zhàn)

      從技術(shù)層面來看，催化劑的長期穩(wěn)定性是首要挑戰(zhàn)。在高溫反應(yīng)條件下，催化劑易發(fā)生燒結(jié)、積碳、活性組分流失等問題，導致催化活性下降，縮短使用壽命。例如，在 CO?高溫催化加氫反應(yīng)中，Ni 基催化劑在長期高溫運行過程中，Ni 顆粒易燒結(jié)長大，活性位點減少，反應(yīng) 1000 小時后活性可能下降 30% - 50%。其次，催化劑的選擇性調(diào)控難度較大。在復雜的高溫反應(yīng)體系中，往往存在多個副反應(yīng)路徑，如何通過催化劑設(shè)計精準調(diào)控反應(yīng)選擇性，減少副產(chǎn)物生成，是提升反應(yīng)效率與產(chǎn)物價值的關(guān)鍵。例如，在生物質(zhì)制烯烴反應(yīng)中，除了生成目標烯烴外，還易生成甲烷、焦炭等副產(chǎn)物，如何抑制副反應(yīng)仍是技術(shù)難點。

      從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用層面來看，催化劑成本過高與反應(yīng)設(shè)備要求苛刻限制了技術(shù)的規(guī)?；茝V。部分高性能綠色高溫催化劑依賴貴金屬（如 Pt、Pd、Ru）或稀有稀土元素，導致催化劑成本較高，難以滿足大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用需求。同時，高溫反應(yīng)通常需要耐高溫、耐腐蝕的特殊反應(yīng)設(shè)備（如高溫高壓反應(yīng)器），設(shè)備投資與運維成本較高，增加了企業(yè)的應(yīng)用門檻。

（2）未來發(fā)展方向

      針對上述挑戰(zhàn)，綠色高溫催化技術(shù)的未來發(fā)展將圍繞 “高效化、低成本化、穩(wěn)定化、集成化" 展開：

      在催化劑設(shè)計與制備方面，將向 “非貴金屬化" 與 “結(jié)構(gòu)精準調(diào)控" 方向發(fā)展。通過研發(fā)過渡金屬復合氧化物（如 Fe - Co - Ni 基氧化物）、碳基復合材料（如石墨烯負載催化劑）等非貴金屬催化劑，替代傳統(tǒng)貴金屬催化劑，降低催化劑成本。同時，利用先進的材料制備技術(shù)（如原子層沉積、溶膠 - 凝膠法），實現(xiàn)催化劑活性位點的精準調(diào)控與微觀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提升催化劑的活性、選擇性與穩(wěn)定性。例如，通過原子層沉積技術(shù)在催化劑表面構(gòu)建超薄保護膜，可有效抑制高溫下催化劑的燒結(jié)與積碳，延長使用壽命。

      在反應(yīng)工藝優(yōu)化方面，將推動 “多反應(yīng)耦合" 與 “智能化調(diào)控"。通過將多個獨立的高溫催化反應(yīng)耦合為一個集成反應(yīng)體系，減少反應(yīng)步驟與能耗損失，提升整體反應(yīng)效率。例如，將 CO?捕集與高溫催化加氫反應(yīng)耦合，實現(xiàn) CO?的 “捕集 - 轉(zhuǎn)化" 一體化，減少中間環(huán)節(jié)的能耗與成本。同時，結(jié)合人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立高溫催化反應(yīng)的動力學模型與催化劑性能預測模型，實現(xiàn)反應(yīng)過程的智能化調(diào)控與催化劑的精準設(shè)計，縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。

      在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用推廣方面，將加強 “產(chǎn)學研用" 協(xié)同與 “示范工程建設(shè)"。通過高校、科研機構(gòu)與企業(yè)的深度合作，加快綠色高溫催化技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化與工業(yè)化應(yīng)用。同時，建設(shè)一批規(guī)?；氖痉豆こ蹋ㄈ缛f噸級 CO?催化轉(zhuǎn)化制甲醇示范工程、生物質(zhì)催化氣化制燃氣示范工程），驗證技術(shù)的可行性與經(jīng)濟性，為技術(shù)的大規(guī)模推廣提供支撐。此外，政府應(yīng)出臺相關(guān)的政策支持（如補貼、稅收優(yōu)惠），降低企業(yè)的應(yīng)用成本，推動綠色高溫催化技術(shù)在低碳能源與可持續(xù)化工領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

五、總結(jié)

      綠色高溫催化技術(shù)作為低碳能源轉(zhuǎn)型與可持續(xù)化工發(fā)展的關(guān)鍵核心技術(shù)，其技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用不僅能夠推動能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與化工產(chǎn)業(yè)的綠色升級，還能為全球 “雙碳" 目標的實現(xiàn)與生態(tài)環(huán)境的保護提供重要支撐。盡管當前技術(shù)仍面臨催化劑穩(wěn)定性、成本控制、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用等方面的挑戰(zhàn)，但隨著催化劑設(shè)計、反應(yīng)工藝與智能化技術(shù)的不斷創(chuàng)新，綠色高溫催化技術(shù)必將在未來能源與化工領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用，為構(gòu)建 “清潔低碳、安全高效" 的能源體系與 “綠色環(huán)保、循環(huán)高效" 的化工產(chǎn)業(yè)體系貢獻核心力量。

產(chǎn)品展示

      SSC-CTR900 催化高溫反應(yīng)儀適用于常規(guī)高溫高壓催化反應(yīng)、光熱協(xié)同化、催化劑的評價及篩選、可做光催化的反應(yīng)動力學、反應(yīng)歷程等方面的研究。主要應(yīng)用到高溫高壓光熱催化反應(yīng)，光熱協(xié)同催化，具體可用于半導體材料的合成燒結(jié)、催化劑材料的制備、催化劑材料的活性評價、光解水制氫、光解水制氧、二氧化碳還原、氣相光催化、甲醛乙醛氣體的光催化降解、苯系物的降解分析、VOCs、NOx、SOx、固氮等領(lǐng)域。實現(xiàn)氣固液多相體系催化反應(yīng)，氣固高溫高壓的催化反應(yīng)，滿足大多數(shù)催化劑的評價需求。

產(chǎn)品優(yōu)勢：

SSC-CTR900催化高溫反應(yīng)儀的優(yōu)勢特點

1)高溫高壓催化反應(yīng)儀可實現(xiàn)催化高溫<900℃C高壓<10MPa反應(yīng)實驗

2)紫外、可見、紅外等光源照射到催化劑材料的表面，實現(xiàn)光熱協(xié)同和光誘導催化;

3)光熱催化反應(yīng)器采用高透光石英玻璃管，也可以采用高壓反應(yīng)管，兼容≤30mm 反應(yīng)管;

4)可以實現(xiàn)氣氛保護、抽取真空、PECVD、多種氣體流量控制等功能;

5)可以外接鼓泡配氣、背壓閥、氣液分離器、氣相色譜等，實現(xiàn)各種功能的擴展;

6) 采取模塊化設(shè)計，可以實現(xiàn)光源、高溫反應(yīng)爐、高溫石英反應(yīng)器、高真空、固定床反應(yīng)、

光熱反應(yīng)等匹配使用;

7) 高溫高壓催化反應(yīng)儀，小的占地面積，可多功能靈活，即買即用。